半導體工藝與集成電路製造技術/中國科學院大學研究生教材系列

作者：編者:韓鄭生//羅軍//殷華湘//趙超|責編:周涵//田軼靜
出版社：科學
ISBN：9787030750600

出版日期：2023/03/01
裝幀：平裝
頁數：558

人民幣：RMB 178 元售價：元

內容大鋼

本書將系統地介紹微電子製造科學原理與工程技術，覆蓋集成電路製造所涉及的晶圓材料、擴散、氧化、離子注人、光刻、刻蝕、薄膜淀積、測試及封裝等單項工藝，以及以互補金屬氧化物半導體（CMOS）集成電路為主線的工藝集成。對單項工藝除了講述相關的物理和化學原理外，還介紹一些相關的工藝設備。
本書可作為高等院校微電子、集成電路及微電子機械、光電器件、感測器等相關專業研究生的教材和參考書。

作者介紹

編者:韓鄭生//羅軍//殷華湘//趙超|責編:周涵//田軼靜

前言
第1章  半導體製造緒論
  1.1  引言
  1.2  半導體產業史
  1.3  晶圓製造廠
    1.3.1  晶圓製備
    1.3.2  晶圓製造
    1.3.3  晶圓測試
    1.3.4  裝配與封裝
    1.3.5  終測與考核試驗
  1.4  集成電路
    1.4.1  集成電路的功能和性能
    1.4.2  集成電路的可靠性
    1.4.3  集成電路的製造成本
  1.5  小結
  習題
  參考文獻
第2章  半導體襯底材料
  2.1  相圖與固溶度
  2.2  晶體結構
  2.3  晶體缺陷
  2.4  晶圓製備及規格
  2.5  清洗工藝
    2.5.1  晶圓清洗
    2.5.2  濕法清洗設備
    2.5.3  其他清洗方案
  2.6  小結
  習題
  參考文獻
第3章  擴散
  3.1  擴散方程
  3.2  雜質擴散機制與擴散效應
  3.3  擴散工藝
    3.3.1  固態源擴散
    3.3.2  液態源擴散
    3.3.3  氣態源擴散
    3.3.4  快速氣相摻雜
    3.3.5  氣體浸沒激光摻雜
  3.4  擴散雜質分佈
    3.4.1  恆定表面源擴散
    3.4.2  有限表面源擴散
  3.5  擴散雜質的分析表徵
    3.5.1  薄層電阻
    3.5.2  遷移率
    3.5.3  載流子濃度測量
  3.6  雜質在二氧化硅中的擴散
  3.7  雜質分佈的數值模擬
  3.8  小結
  習題
  參考文獻

第4章  氧化
  4.1  SiO2的結構、性質及應用
    4.1.1  SiO2的結構
    4.1.2  SiO2的性質
    4.1.3  SiO2的應用
  4.2  氧化工藝
    4.2.1  干氧氧化
    4.2.2  水汽氧化
    4.2.3  濕氧氧化
    4.2.4  氫氣和氧氣合成氧化
    4.2.5  快速熱氧化
    4.2.6  高壓氧化
    4.2.7  等離子體氧化
  4.3  熱氧化生長動力學
    4.3.1  熱氧化動力學模型
    4.3.2  CMOS技術中對薄氧化層的要求
  4.4  氧化速率的影響因素
    4.4.1  氧化劑分壓對氧化速率的影響
    4.4.2  氧化溫度對氧化速率的影響
    4.4.3  晶向對氧化速率的影響
    4.4.4  摻雜影響
  4.5  熱氧化過程中的雜質再分佈
  4.6  Si-SiO2界面特性
  4.7  氧化物的分析表徵
    4.7.1  薄膜厚度的測量
    4.7.2  薄膜缺陷的檢測
  4.8  小結
  習題
  參考文獻
第5章  離子注入
  5.1  離子注入系統及工藝
  5.2  離子碰撞及分佈
    5.2.1  核碰撞與電子碰撞理論
    5.2.2  核阻滯本領和電子阻滯本領
    5.2.3  投影射程
    5.2.4  離子分佈
  5.3  離子注入常見問題
    5.3.1  溝道效應
    5.3.2  陰影效應
    5.3.3  離子注入損傷
    5.3.4  熱退火
    5.3.5  淺結形成
  5.4  離子注入工藝的應用及最新進展
    5.4.1  離子注入工藝的應用
    5.4.2  離子注入的最新進展
  5.5  離子注入的數值模擬
  5.6  小結
  習題
  參考文獻
第6章  快速熱處理

  6.1  快速熱處理工藝機理與特點
  6.2  快速熱處理關鍵問題
    6.2.1  光源與反應腔設計
    6.2.2  矽片受熱不均勻的現象
    6.2.3  溫度測量
  6.3  快速熱處理工藝的應用及發展趨勢
    6.3.1  快速熱處理工藝的應用
    6.3.2  快速熱處理工藝的發展趨勢
  6.4  小結
  習題
  參考文獻
第7章  光學光刻
  7.1  光刻工藝概述
  7.2  光刻工藝流程
    7.2.1  襯底預處理
    7.2.2  旋轉塗膠
    7.2.3  前烘
    7.2.4  對準與曝光
    7.2.5  曝光后烘焙
    7.2.6  顯影
    7.2.7  堅膜
    7.2.8  顯影后檢測
  7.3  曝光光源
    7.3.1  汞燈
    7.3.2  准分子激光光源
  7.4  曝光系統
    7.4.1  接觸式
    7.4.2  接近式
    7.4.3  投影式
    7.4.4  掩模版
    7.4.5  環境條件
  7.5  光刻膠
    7.5.1  光刻膠類型
    7.5.2  臨界調製傳輸函數
    7.5.3  DQN正膠的典型反應
    7.5.4  二級曝光效應
    7.5.5  先進光刻膠
  7.6  小結
  習題
  參考文獻
第8章  先進光刻
  8.1  先進光刻機曝光系統
    8.1.1  浸沒式光刻機
    8.1.2  同軸與離軸照明技術
  8.2  掩模版工程
    8.2.1  光學鄰近效應修正
    8.2.2  相移掩模
  8.3  表面反射和駐波的抑制
  8.4  電子束光刻
    8.4.1  直寫式電子束光刻

    8.4.2  電子束光刻的鄰近效應
    8.4.3  多電子束光刻
    8.4.4  投影式電子束光刻
  8.5  X射線光刻
    8.5.1  接近式X射線光刻
    8.5.2  X射線光刻用掩模版
    8.5.3  投影式X射線光刻
  8.6  側牆轉移技術
  8.7  多重曝光技術
  8.8  納米壓印
    8.8.1  模板加工製作技術
    8.8.2  熱壓印技術
    8.8.3  紫外納米壓印技術
    8.8.4  柔性納米壓印技術
    8.8.5  其他納米壓印技術
  8.9  定向自組裝光刻技術
    8.9.1  BCP微相分離原理
    8.9.2  物理誘導方式
    8.9.3  化學誘導方式
    8.9.4  圖形轉移方式
  8.10  小結
  習題
  參考文獻
第9章  真空、等離子體與刻蝕技術
  9.1  真空壓力範圍與真空泵結構
    9.1.1  活塞式機械泵
    9.1.2  旋片式機械泵
    9.1.3  增壓器——羅茨泵
    9.1.4  油擴散泵
    9.1.5  渦輪分子泵
    9.1.6  低溫吸附泵
    9.1.7  鈦升華泵
    9.1.8  濺射離子泵
  9.2  真空密封與壓力測量
    9.2.1  真空密封方式
    9.2.2  真空測量
  9.3  等離子體產生
    9.3.1  直流輝光放電
    9.3.2  射頻放電
  9.4  刻蝕的基本概念
  9.5  濕法刻蝕
    9.5.1  二氧化硅的刻蝕
    9.5.2  硅的刻蝕
    9.5.3  氮化硅的刻蝕
    9.5.4  表面預清洗
    9.5.5  濕法刻蝕/清洗后量測與表徵
  9.6  干法刻蝕
    9.6.1  濺射與離子銑刻蝕(純物理刻蝕)
    9.6.2  等離子體刻蝕(純化學刻蝕)
    9.6.3  反應離子刻蝕(物理+化學刻蝕)

  9.7  干法刻蝕設備
    9.7.1  筒型刻蝕設備
    9.7.2  平行板刻蝕設備：反應離子刻蝕模式
    9.7.3  干法刻蝕設備的發展
  9.8  常用材料的干法刻蝕
    9.8.1  二氧化硅
    9.8.2  氮化硅
    9.8.3  多晶硅
    9.8.4  干法刻蝕的終點檢測
  9.9  化學機械拋光
  9.10  小結
  習題
  參考文獻
第10章  物理與化學氣相淀積
  10.1  物理氣相淀積：蒸發和濺射
    10.1.1  蒸發概念與機理
    10.1.2  常用蒸發技術
    10.1.3  濺射概念與機理
    10.1.4  常用濺射技術
  10.2  化學氣相淀積
    10.2.1  簡單的化學氣相淀積系統
    10.2.2  化學氣相淀積中的氣體動力學
    10.2.3  淀積速率影響因素
    10.2.4  化學氣相淀積系統分類
    10.2.5  常用薄膜的化學氣相淀積
  10.3  外延生長
    10.3.1  外延的基本概念
    10.3.2  硅氣相外延基本原理
    10.3.3  外延層中雜質分佈
    10.3.4  常用外延技術
    10.3.5  外延層缺陷與檢測
  10.4  小結
  習題
  參考文獻
第11章  CMOS集成技術：前道工藝
  11.1  CMOS集成技術介紹
    11.1.1  CMOS集成電路中晶體管的基本結構和工藝參數
    11.1.2  集成度提升與摩爾定律
    11.1.3  晶體管特徵尺寸微縮與關鍵工藝模塊
  11.2  關鍵工藝模塊
    11.2.1  器件參數與溝道注入
    11.2.2  器件隔離
    11.2.3  CMOS阱隔離工藝
    11.2.4  器件中金屬–半導體接觸技術
    11.2.5  自對準源漏摻雜
    11.2.6  CMOS器件源漏寄生電阻與自對準硅化物工藝
    11.2.7  器件微縮和短溝道效應工藝抑制
    11.2.8  器件溝道熱載流子效應及源漏輕摻雜結構
    11.2.9  CMOS集成電路閂鎖效應與工藝抑制
  11.3  CMOS主要集成工藝流程

    11.3.1  集成電路集成工藝演化
      11.3.2傳統CMOS工藝——0.18  μm通用集成工藝
    11.3.3  現代CMOS集成工藝——65nmLP集成工藝
  11.4  現代先進集成技術
    11.4.1  先進集成電路工藝發展特點
    11.4.2  溝道應變工程
    11.4.3  高k金屬柵
    11.4.4  FinFET
  11.5  小結
  習題
  參考文獻
第12章  CMOS集成技術：后道工藝
  12.1  引言
    12.1.1  CMOS集成電路的互連結構
    12.1.2  摩爾定律和銅/低k互連
    12.1.3  對后道工藝的技術要求
  12.2  器件小型化對互連材料的要求
    12.2.1  金屬互連結構的寄生電阻
    12.2.2  金屬互連結構的可靠性問題
    12.2.3  金屬間寄生電容
    12.2.4  銅/低k互連取代Al/SiO2互連的必要性
  12.3  銅互連技術需要解決的關鍵問題
    12.3.1  擴散阻擋層
    12.3.2  大馬士革工藝
    12.3.3  低k材料
  12.4  銅/低k互連工藝
    12.4.1  擴散阻擋層和銅籽晶層的淀積
    12.4.2  銅電鍍
    12.4.3  化學機械平坦化
  12.5  小結和展望
  習題
  參考文獻
第13章  特殊器件集成技術
  13.1  SOI集成電路技術
    13.1.1  SOI器件類型和工作原理
    13.1.2  SOI器件與電路特性優勢
    13.1.3  SOI襯底材料製備技術
    13.1.4  SOI集成電路製造工藝
  13.2  雙極和BiCMOS集成電路技術
    13.2.1  雙極晶體管和電學特性
    13.2.2  雙極集成電路和集成工藝
    13.2.3  高級雙極集成電路製造工藝
    13.2.4  BiCMOS集成技術
  13.3  存儲器技術
    13.3.1  存儲器主要種類
    13.3.2  DRAM及製造工藝
    13.3.3  SRAM及製造工藝
    13.3.4  Flash存儲器及製造工藝
  13.4  化合物半導體器件與集成技術
    13.4.1  化合物半導體和生長方法

    13.4.2  化合物半導體器件中一些特殊概念
    13.4.3  化合物MESFET及集成工藝
    13.4.4  HEMT及製造工藝
    13.4.5  化合物半導體HBT及製造工藝
  13.5  薄膜晶體管製造技術
    13.5.1  薄膜晶體管結構和特點
    13.5.2  薄膜晶體管種類和製造工藝
    13.5.3  高級薄膜晶體管技術
  13.6  小結
  習題
  參考文獻
第14章  半導體測量、檢測與測試技術
  14.1  工藝參數與測量方法
    14.1.1  薄膜測量方法
    14.1.2  摻雜濃度測量方法
    14.1.3  圖形測量及檢查
  14.2  工藝分析方法與途徑
    14.2.1  二次離子質譜分析儀
    14.2.2  原子力顯微鏡
    14.2.3  俄歇電子能譜分析儀
    14.2.4  XPS儀的工作原理
    14.2.5  透射電子顯微鏡
  14.3  晶圓電學參數測試
  14.4  晶圓揀選測試
    14.4.1  測試目標
    14.4.2  晶圓揀選測試類型
    14.4.3  晶圓揀選測試要點
  14.5  成品率
    14.5.1  晶圓面積與成品率
    14.5.2  晶元面積與成品率
    14.5.3  工藝步驟與成品率
    14.5.4  特徵尺寸與成品率
    14.5.5  工藝成熟度與成品率
    14.5.6  晶體材料缺陷與成品率
    14.5.7  晶圓中測成品率模型
    14.5.8  成品率管理系統
  14.6  小結
  習題
  參考文獻
第15章  封裝工藝
  15.1  引言
  15.2  傳統裝配
    15.2.1  背面減薄處理
    15.2.2  分片
    15.2.3  貼片
    15.2.4  引線鍵合
  15.3  傳統封裝
    15.3.1  金屬殼封裝
    15.3.2  塑料封裝
    15.3.3  陶瓷封裝

    15.3.4  封裝與功率耗散
  15.4  現代裝配與封裝
    15.4.1  倒裝晶元
    15.4.2  球柵陣列
    15.4.3  板上晶元
    15.4.4  載帶式自動鍵合
    15.4.5  多晶元模塊
    15.4.6  晶元尺寸封裝
    15.4.7  晶圓級封裝
  15.5  封裝與裝配質量測量
  15.6  集成電路封裝檢查及故障排除
  15.7  小結
  習題
  參考文獻
名詞術語中英文對照表

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